高考物理 专题03 力与曲线运动热点难点突破.doc

专题03 力与曲线运动1如图所示，小鸟沿图中虚线向上加速飞行，空气对其作用力可能是( ) af1 bf2cf3 df4解析：根据做加速曲线运动的条件可知，小鸟所受重力与空气对其作用力的合力方向只能沿着左斜向上方向，因此只有f4可能正确，选项d正确答案：d2如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，它们的运动均可近似看成匀速圆周运动如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些量( ) a地球绕太阳公转的半径和周期b月球绕地球转动的半径和周期c地球的半径和地球绕太阳公转的周期d地球的半径和月球绕地球转动的周期 3神舟十一号飞船经历多次变轨，到达与天宫二号距离地面393 km高的相同轨道，终于与天宫二号自动交会对接成功地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，卫星距离地球表面的高度约为36 000 km，运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒探空火箭在3 000 km高空仍发现有稀薄大气由以上信息可知( )a神舟十一号飞船变轨前发动机点火瞬间，飞船速度的变化量小于其所喷出气体速度的变化量b神舟十一号飞船在点火后的变轨过程中机械能守恒c仅由题中已知量可以求出天宫二号在对接轨道的公转周期d神舟十一号飞船在返回地球的过程中速率在逐渐减小解析：神舟十一号飞船变轨前发动机点火瞬间，根据动量定理，飞船动量的变化量与所喷出气体动量的变化量大小相等，由于飞船质量大于所喷出气体的质量，所以飞船速度变化量小于其所喷出气体速度的变化量，选项a正确；神舟十一号飞船在点火后的变轨过程中，发动机做功使飞船的机械能增大，选项b错误；由于题中没有给出地球半径，不能得出天宫二号的轨道半径和同步卫星运动的轨道半径，不能求出天宫二号在对接轨道的公转周期，选项c错误；神舟十一号飞船在返回地球的过程中由于重力做功，速率在逐渐增大，选项d错误答案：a4.a、b、c三个相同带电粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定( ) ab和c同时飞离电场b进入电场时，c的速度最小，a的速度最大ca的动能增量最小，b和c的动能增量一样大d在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上答案：d5在竖直向上的匀强电场中，有两个质量相等、带异种电荷的小球a、b(均可视为质点)处在同一水平面上现将两球以相同的水平速度v0向右抛出，最后落到水平地面上，运动轨迹如图所示，两球之间的静电力和空气阻力均不考虑，则( ) aa球带正电，b球带负电b. a球比b球先落地c在下落过程中，a球的电势能减少，b球的电势能增加d两球从抛出到各自落地的过程中，a球的速率变化量比b球的小解析：两球均做类平抛运动，水平方向上有xv0t，竖直方向上有hat2，得加速度大小a0，可见水平距离x越大，加速度a越小，相应所用时间t越长，即b球先落地，a球的加速度a1小于b球的加速度a2，说明a球带正电而受到竖直向上的电场力，b球带负电而受到竖直向下的电场力，在下落过程中，电场力对a球做负功，a球电势能增加，电场力对b球做正功，b球电势能减少，选项a正确；b、c均错误；根据动能定理有mahmv2mv，而vvv0，可见加速度a越大，落地速度v越大，速率变化量v越大，即a球的速率变化量较小，选项d正确答案：ad6如图所示，半圆形和矩形组成的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两粒子从a点沿水平直径ap以相同的速度v0入射，结果甲、乙两粒子分别从c、d点射出已知cdap，aqap，cop60，则下列说法中正确的是( ) a甲、乙两粒子的比荷之比为5：6b甲、乙两粒子的比荷之比为：5c甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为24：37d甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为60：37解析： 画出两粒子在磁场中运动的轨迹图，设半圆形磁场区域的半径为r，ap2r，aqapr.对从c点射出的粒子，由图中几何关系可知，r1tan30r，解得r1r；对从d点射出的粒子，由图中几何关系可知，22r，解得r2r；由qvbm，解得粒子比荷.甲、乙两粒子的比荷之比：r2r1r：r5：6，选项a正确、b错误甲粒子轨迹圆弧所对圆心角为60，运动时间为t，由sin20.6，乙粒子轨迹圆弧所对圆心角为37，甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为，选项c正确、d错误答案：ac7.如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，在纸面内有一半径为r的圆周、圆心为o.一带电粒子质量为m、电荷量为q，从圆周上的m点以速度v0射向圆心，经过一段时间从圆周上的n点离开圆周，已知经过n点时的速度方向与从m点射入时的速度方向夹角为(图中未画出)，不计重力，则( ) a磁感应强度大小为2b磁感应强度大小为c粒子经历此过程的时间为d粒子经历此过程的时间为解析： 此题易错点在于把圆周半径当作粒子做圆周运动的半径作出带电粒子做圆周运动的轨迹，如图所示由数学知识可知在圆内运动轨迹对应圆心角为，r.带电粒子受到的洛伦兹力提供向心力有qv0b0，运动时间t，联立解得t、b2，故选项b、c错误，a、d正确答案：ad8.如图5所示，a、b两点在同一条竖直线上，b、c两点在同一条水平线上。现将甲、乙、丙三小球分别从a、b、c三点水平抛出，若三小球同时落在水平面上的d点，则以下关于三小球运动的说法中正确的是( ) 图5a三小球在空中的运动时间一定是t乙t丙t甲b甲小球先从a点抛出，丙小球最后从c点抛出c三小球抛出时的初速度大小一定是v甲v乙v丙d从a、b、c三点水平抛出的小球甲、乙、丙落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足丙乙甲答案 acd9宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图6甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图6甲、乙中标出，引力常量为g，则下列说法中正确的是( ) 图6a直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为b直线三星系统中星体做圆周运动的周期为4c三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2d三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为答案 bd10. 如图6，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的p点，a球抛出时的高度较b球的高，p点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力。与b球相比，a球( ) 图6a初速度较大b速度变化率较大c落地时速度一定较大d落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大解析 根据题述，两球水平位移相等。由于a球抛出时的高度比b球的高，由hgt2可知a球飞行时间长，由xv0t可知，a球的初速度一定较小，选项a错误；两球都只受重力作用，加速度都是g，即速度变化率g相同，选项b错误；小球落地时速度v是水平速度与竖直速度的合速度，a球的初速度(水平速度)小，竖直速度大，所以不能判断哪个小球落地时速度较大，a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，选项c错误，d正确。答案 d11.如图7所示，在水平放置的半径为r的圆柱体的正上方的p点将一小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的q点沿切线飞过，测得o、q连线与竖直方向的夹角为，那么小球完成这段飞行的时间是( ) 图7a. b.c. d.解析 小球做平抛运动，tan ，则时间t，选项a、b错误；在水平方向上有rsin v0t，则t，选项c正确，d错误。答案 c12如图8所示，窗子上、下沿间的高度h1.6 m，墙的厚度d0.4 m，某人在离墙壁距离l1.4 m、距窗子上沿h0.2 m处的p点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g10 m/s2。则v的取值范围是( ) 图8av7 m/sbv2.3 m/sc3 m/sv7 m/sd2.3 m/sv3 m/s解析 当小物件从窗子右侧上沿经过时，平抛的初速度为v1，则：lv1t1，hgt，解以上两式得v17 m/s；当物件恰好从窗子左侧下沿经过时，抛出的初速度为v2，则ldv2t2，hhgt，解以上两式得v23 m/s，故v的取值范围为：3 m/svl)，重力加速度为g。 图12(1)求小球通过最高点a时的速度大小； (2)求小球通过最低点b时，细线对小球的拉力；(3)若小球运动到最高点a时细线断裂或小球运动到最低点b时细线断裂，两种情况下小球落在水平地面上的位置到c点(c点为地面上的点，位于a点正下方)的距离相等，则l和h应满足什么关系？解析 (1)设小球运动到最高点a时的速度大小为va，则由合力提供向心力可得：2mgma，解得：va。(2)设小球运动到b点时的速度大小为vb，则由机械能守恒定律可得：mg2lmvmv，解得：vb，设小球运动到b点时，细线对小球的拉力大小为ft，则有：ftmgmb，解得：ft7mg。(3)若小球运动到a点时细线断裂，则小球从最高点a开始做平抛运动，有：xvata，hlgt若小球运动到b点时细线断裂，则小球从最低点b开始做平抛运动，有：xvbtb，hlgt联立解得：l。答案 (1) (2)7mg (3)l17入冬以来，我国大部分地区雾霾频发，环保部门积极制定各种应急措施。有一种洒水车，如图7甲所示，共有四个喷水口，左右对称各两个，上面的两个负责远处地面喷洒，下面的两个负责近处地面喷洒，四个喷水口同时工作恰好能够使有效宽度内均匀洒水，四个喷水口喷水速度和水柱直径完全一致，如示意图乙所示，上面喷水口距地面高度为0.8 m，水柱近似水平喷出，水流喷出速度为15 m/s，左右喷口水平间距为2 m，喷水时每个喷口流量均为0.005 m3/s，汽车喷水时正常运行速度为10 m/s。 图7(1)若水柱做平抛运动，求汽车静止时喷水覆盖路面的最大宽度；(2)某次路过十字路口汽车先匀减速运动，当减速到零时绿灯刚好亮起，汽车紧接着做匀加速运动，其加速度均为2 m/s2，求汽车由于过路口比正常行驶时多洒多少立方米的水？解析 (1)水做平抛运动xv0t1hgtd2x214 m 18(如图所示，a、b是水平传送带的两个端点，起初以v01 m/s的速度顺时针运转今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放在a处，同时传送带以a01 m/s2的加速度加速运转，物块和传送带间的动摩擦因数为0.2，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道cpn，其形状为半径r0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，pn为其竖直直径，c点与b点的竖直距离为r，物块离开传送带后由c点恰好无碰撞落入轨道g取10 m/s2，求： (1)物块由a端运动到b端所经历的时间；(2)a、c间的水平距离；(3)判断物块能否沿圆弧轨道到达n点 (2)a、b间的距离xatat1t2a0t7 m.从b到c的水平距离xbcvbt31.6 m，所以a到c的水平距离xacxxbc8.6 m.(3)物块能到达n点的速度要求满足mgn.从c到n点机械能守恒，则mvmgrmv.由上两式解得vnvn，故物块不能到达n点答案：(1)3 s (2)8.6 m (3)不能19如图，在直角坐标系xoy中，y0的区域有匀强电场，方向沿y轴负方向在与x轴夹角30直线上有p、q两点，两点关于坐标原点o对称，pol.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从p点沿x轴正方向以速度v0开始运动，经x轴上m点后恰好能通过q点不计粒子的重力，求： (1)m的横坐标xm；(2)电场强度e的大小解析：(1)粒子由p到m做类平抛运动，设加速度为a，运动时间为txmlcosv0t，lsinat2设粒子在m点的速度v与x轴间夹角为，沿y方向的分速度为vyvyattan由几何关系有tan解得xml.(2)由牛顿运动定律有qema解得e0.答案：(1)l (2)020.如图所示，在水平面内固定一个半径分别为r、的两段半圆弧组成的细玻璃管，处于垂直纸面方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为b.一个质量为m，带电荷量为q的小球(小球可视为质点，重力不计)从a端点以一定的初速度入射，在ab段管内运动时恰好不受玻璃管侧壁的作用力 (1)判断所加磁场的方向，并求出小球入射的初速度大小(2)小球在bc段管中做什么运动，对玻璃管侧壁的作用力大小是多少？解析：(1)小球所受洛伦兹力充当向心力指向圆心，根据左手定则，磁场方向应垂直纸面向外根据qv0bm0可得v0.(2)洛伦兹力对小球不做功，小球动能不变，仍做匀速圆周运动根据牛顿第二定律fnqv0bm解得：fn. 答案：(1)垂直纸面向外 (2)匀速圆周运动 21如图所示，在竖直虚线mn的右侧存在着电场强度为e13102 n/c、方向竖直向上的匀强电场e1，在mn的左侧存在着水平方向的匀强电场e2.在右侧的匀强电场e1中，一条长为l0.8 m的绝缘细线一端固定在o点，另一端拴着质量m0.3 kg、电荷量q2102 c的小球，o点到虚线mn的距离为x1.2 m现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，则小球能运动到图中的位置p(p点在o点的正上方)(不计阻力，g取10 m/s2) (1)判断小球的电性(不需要说明理由)(2)求小球运动到p点的速度大小vp.(3)若小球运动到p点时细线刚好断裂，细线断裂后小球继续运动，求小球运动到虚线mn处时速度大小(4)在(3)的情况下，若小球运动经过虚线mn后进入左侧的匀强电场e2恰能做直线运动，求匀强电场e2的大小解析：(1)小球要向上运动，电场力必须向上，故小球带正电(2)小球从静止释放到运动至p点，根据动能定理得：(qe1mg)lmv0解得：vp4 m